路基工程注漿加固技術探討

王家進

摘要 路基質量病害影響道路使用性能，注漿加固技術可有效提高路基結構穩定性。文章介紹了注漿加固技術的原理、注漿材料的要求和主要的注漿工藝，分析了各種注漿工藝的適用條件、機理和效果，并針對注漿壓力、注漿量、注漿半徑等注漿施工參數的確定和控制，以及施工過程中可能出現的問題、解決措施和環保措施進行探討。注漿加固技術是一種常用且有效的路基加固方法，但在實際施工中需根據具體情況合理設計和施工，全面監控和評價注漿效果，以保證施工質量，旨在為實際工程提供技術參考。

關鍵詞 公路工程；路基注漿；加固技術；施工要點

中圖分類號 U416.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）16-0102-03

0 引言

公路工程建設是地區經濟發展的重要推動力，但也面臨路基質量病害的嚴峻挑戰。路基沉降、開裂、塌陷等現象會降低道路使用性能，縮短使用壽命。為解決這一問題，注漿加固技術被廣泛應用于路基加固處理中。注漿加固技術是通過向路基內注入水泥漿或其他材料，填充路基內部的空隙和裂縫，增加路基的密實度和抗壓強度，從而提高路基穩定性，改善道路整體承載性能。該文將從以下幾個方面對注漿加固技術進行分析：①注漿加固技術的原理和分類；②注漿加固技術的材料選擇和配比要求；③注漿加固技術的施工工藝和技術要點；④注漿加固技術的效果評價和環保措施。通過對注漿加固技術的深入探討，為公路工程設計和施工提供科學合理的技術參考。

1 路基注漿加固技術原理

路基注漿加固技術的原理是利用高壓裝置將注漿介質（如水泥漿、化學漿等）注入路基土體中，通過置換、滲透、壓密、劈裂等作用，提高地基強度和剛度，減少或消除路基沉降變形。該技術適用于各種類型的路基土體，尤其是對于含水量較高、強度較低、易發生沉降和破壞的軟弱土層，加固效果顯著。路基沉降是公路工程建設的常見問題，其主要成因包括：路基填料的壓實度不足、管線施工造成的地基擾動、地下水位變化引起的土體變形等[1]。如果不及時采取有效的加固措施，路基沉降會導致路面開裂、破損、不平整等問題，影響公路的安全性和舒適性。路基注漿加固技術可在不影響公路正常通行的情況下實現路基局部或整體加固，有效控制路基沉降變形，提高公路工程使用壽命及路用性能。

2 路基加固注漿材料要求

路基加固注漿材料的選擇需綜合考慮路基土體的性質、注漿方式、注漿效果、工程成本等因素。一般來說，路基加固注漿材料應具備以下要求[2]。

（1）水泥漿。工程實踐中常用的水泥漿由水泥、水按一定比例拌和而成，具有良好的滲透性、黏結性、自硬性，與土體形成均勻固結體，可提高地基承載力和抗變形能力。水泥漿配比根據土體的滲透系數、注漿壓力、注漿時間等因素確定，水灰比為0.4～0.6∶1。水泥漿強度不低于10 MPa。

（2）路基加固處理可提高地基力學性能，確保其能承受交通荷載。為評價加固效果需通過試驗檢測方法，如無側限抗壓強度試驗。分析試驗檢測結果時綜合考慮各種影響因素，包括注漿量、養護時間等，保證結論準確客觀。

（3）試驗檢測時需仔細檢查評估注漿材料和注漿效果，檢測指標主要包括流動度、凝結時間、泌水率、自由膨脹率、抗壓強度、抗折強度等，根據檢測結果評估注漿質量，優化注漿加固方案。

3 路基加固主要注漿工藝

3.1 充填注漿

漿液通過鉆孔或管道注入孔洞，與周圍土體結合，增加路基密實度。漿液種類有多種，如水泥漿、混凝土、水泥與黏土混合漿液等，根據孔洞大小、深度、形狀選擇合適的漿液。充填注漿可填補路基內部空隙，阻止水分滲入路基，提高路基耐久性。

3.2 滲透注漿

滲透注漿可改善路基內部不良地質，通過向路基中的碎石層、砂礫層等空隙注入能固化的漿體材料，如普通水泥+粉煤灰，使漿體材料與土顆粒膠結，從而提高路基的強度、抗滲性能[3]。其機理是利用加壓方式將漿體材料從注漿孔向外擴散，沿著地層的孔隙滲透，最終形成均勻分布的漿體結合體，具體見圖1（a）。

3.3 劈裂注漿

劈裂注漿適用于各種地質條件，能有效改善路基的承載能力。其機理是利用高壓將漿體材料注入路基土體中，使土體產生剪切裂縫，漿體材料沿著裂縫劈入土體，形成脈狀或片狀固結體，與土體相互結合，構成強度高、防滲性好的復合地基。其效果受漿體材料的性能、注漿壓力、注漿量、注漿位置等因素的影響，因此需根據實際情況合理設計和施工，具體見圖1（b）。

3.4 壓密注漿

地基土體中注入濃稠漿體材料，如水泥漿，漿體材料對土體產生擠壓作用，增加土體密度，從而提高地基承載力。壓密注漿的機理是利用高壓將漿體材料從注漿孔向四周擴散，形成球形或橢球形漿泡，漿的擴張擠壓周圍土體，促使土體發生塑性變形或劈裂，具體見圖1（c）。

3.5 旋噴注漿

將帶有特殊噴嘴的注漿管鉆入土層中，以20～40 MPa的壓力將水泥漿或其他漿體材料從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，漿料與土粒混合形成圓柱狀復合地基，可有效增強地基承載性能，適用于多種軟弱或不均勻土層。

3.6 袖閥管注漿

地層中設置袖閥管，袖閥管內放入帶有阻塞器的注漿管，進行高壓注漿，可實現分層分段注漿，即按照預定深度、長度進行分層注漿，漿液和土體混合固結，以提高地基強度。該方法可使用多種漿液種類，如水泥漿、化學漿液、水泥粉土漿等，根據地層的特點、施工需要合理選擇，但該方法流程復雜，需合理控制注漿參數，以確保加固效果[4]。

3.7 帷幕注漿

地基土層裂隙中灌入漿液，形成一定尺寸的墻體，以阻斷地下水滲透，提高地基穩定性。需科學布置注漿孔，根據地質條件和工程要求確定墻體尺寸。注漿效果通過滲透情況、壓水試驗評價，該方法適用于各種裂隙發育的土層，如砂土、粉土、黃土等。

4 路基加固注漿施工技術要點

4.1 注漿施工工藝流程

合理的注漿施工工藝流程可保證注漿效果，避免注漿過程中可能出現的問題，提高施工效率。注漿施工工藝流程的主要內容如圖2所示。

（1）清理場地。清理場地是指在注漿施工前，對施工區域進行清掃整理，去除雜物、垃圾、障礙物等，保持場地的整潔和安全，以便進行鉆孔、布管、注漿等操作，防止污染環境。

（2）布置注漿孔。根據設計方案和地質條件，確定注漿孔的位置、深度、孔距、孔徑等參數，做好標記定位，以保證注漿范圍和效果，合理利用材料和設備，避免重復或漏洞。

（3）布置設備。按照施工設計方案和施工規范，選擇合適的鉆機、注漿機、配料機、管道、儀器等設備，做好設備安裝、調試、連接，保證設備的正常運行，從而保證施工質量和效率，減少施工事故。

（4）現場鉆孔。根據布置好的注漿孔位進行鉆孔操作，鉆孔過程中注意穩定孔壁，清理孔洞，形成合適的注漿通道，保證注漿介質能夠順利進入土體。

（5）配制漿液。選擇合適的水泥、水、外加劑等原材料，按照一定配比和流動度，用配料機將其拌和成注漿介質（如水泥漿、化學漿等），保證注漿介質的物理、力學性能，確保滿足注漿要求。

（6）實施注漿。用高壓裝置將配制好的注漿介質從管口壓入鉆孔內，控制好注漿量、速度和時間，直到達到設計要求的注漿量和壓力，使注漿介質能夠與土體發生充分的反應，提高地基強度和剛度，減少路基沉降變形。

4.2 注漿施工技術要點

注漿施工技術要點是指在注漿施工過程中需注意的一些關鍵細節問題，以保證注漿效果，減少注漿過程中可能出現的問題，提高施工效率及經濟性。注漿施工技術要點主要包括以下幾方面[5-6]：

（1）注漿壓力。注漿壓力是指在注漿過程中，注漿介質在管道內的壓力，關乎注漿介質性能以及注漿效果。注漿壓力應根據土體的滲透系數、孔距、孔徑、孔深等因素確定，需控制在0.5～2.0 MPa之間。注漿壓力過高或過低可能導致竄漿、冒漿、裂縫擴大、土體破壞等不良后果。

（2）注漿量。注漿量是指在注漿過程中，每個鉆孔內注入的注漿介質的體積或重量，其直接影響土體的密實度、強度和剛度，以及路基的沉降變形。注漿量應根據土體的空隙率、孔距、孔徑、孔深等因素確定，一般應控制在0.5～1.5倍的理論計算值之間。注漿量過多或過少都會造成不利的后果，如溢漿、回流、滲漏、不均勻、不穩定等。

（3）注漿半徑。注漿半徑直接影響著地基的整體強度和剛度，以及路基的平整度。注漿半徑應根據土體的滲透系數、孔距、孔徑、孔深、注漿壓力等因素確定，一般應控制在0.5～1.0 m之間。注漿半徑過大或過小都會造成串漿、空洞、裂縫、不連續等施工質量問題。

（4）加強施工準備。加強施工準備是指在注漿施工前，應對施工區域進行充分勘察和分析，確定合理的設計方案和施工規范，選擇合適的材料和設備，進行質量檢驗。

（5）注漿時按照設計方案和施工規范進行操作，控制好注漿量、速度和時間，防止竄漿、冒漿、抬動等現象發生。根據土體的反應和變化，及時調整注漿壓力和量，使注漿介質能夠均勻地滲透到土體中。注意環保安全問題，避免污染環境。

（6）配合比。根據土體的滲透系數、孔距、孔徑、孔深、注漿壓力等因素確定，水灰比0.4～1.0之間。

（7）為監控注漿過程，及時發現和處理可能出現的問題，評價和驗證注漿效果，需記錄注漿壓力。

（8）路基加固注漿施工中可能出現串漿、溢漿等現象，導致漿體材料損耗，質量下降，甚至引發安全事故，因此，必須采取有效處治措施，發現串漿時需適當增加相鄰注漿孔之間的時間間隔；發現溢漿時使用速凝材料封住鉆孔口，適當降低注漿壓力。

（9）為保證注漿效果，提高加固質量，施工過程中需全面加強施工監測，根據實際情況調整注漿方案。及時了解土體的反應和變化，發現和解決施工中可能出現的問題，驗證注漿效果?；谕馏w滲透系數、孔距、孔徑、孔深等因素確定合理的注漿參數，如配合比、注漿壓力、注漿量等，以適應不同的土體條件。

5 環保措施

為保護環境及人員的健康安全，注漿施工過程中需采取以下環保措施[7-10]。

5.1 文明施工

注漿施工過程中遵守施工規范和管理制度，規范施工行為，保持用料、設備的整齊分類，避免造成不必要的噪音、粉塵、廢水、廢渣等污染源，減少施工對環境和人員的干擾。

5.2 環境衛生管理

施工現場內外需進行定期清掃整理，保持場地和周邊的整潔衛生，及時收集處理垃圾、雜物、廢水、廢渣等污染物，防止其外溢滲漏，保護環境和人員的健康和安全，防止污染物對土壤、水源、空氣等造成破壞。

5.3 環保施工計劃

基于施工區域的地質條件、氣候條件、交通條件等因素，制定合理的注漿方案、施工流程，考慮可能產生的環境影響和污染物，采取相應的預防控制措施，優化注漿效果，降低注漿對環境和人員的風險。

6 結論

綜上所述，注漿技術是常用路基加固方法，該文對公路工程路基注漿加固技術進行了分析，得出以下結論：

（1）注漿壓力影響注漿介質的流動性、滲透性以及注漿效果，需根據土體的滲透系數等因素確定，一般控制在0.5～2.0 MPa之間。

（2）注漿量關系到土體的密實度、強度以及路基的沉降變形，需根據土體的空隙率等因素確定，一般控制在0.5～1.5倍的理論計算值之間。

（3）注漿半徑根據土體的滲透系數等因素確定，一般控制在0.5～1.0 m之間。

（4）需定期或隨機檢查施工區域，根據實際情況調整注漿方案，及時了解土體變化，發現和解決施工中可能出現的問題，評價驗證注漿效果。

參考文獻

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